KR20080068032A - 가압 가스 충전 및 분배용 헤드와 이러한 헤드를 구비한탱크 - Google Patents

가압 가스 충전 및 분배용 헤드와 이러한 헤드를 구비한탱크 Download PDF

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아르노 데니스
르노 리곤쉐
필립 삐죠
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

본 발명은 가압 가스 저장용 탱크의 홀에 배치되기 위한 가스 충전 및 분배용 헤드(2)에 관한 것이다. 본 발명의 헤드(2)는 탱크의 홀에 수납되기 위한 장착 세그먼트(21)와 예비 팽창 장치(22)를 수납하는 팽창 세그먼트를 포함하며, 상기 예비 팽창 장치(22)는, 헤드가 장착 위치에 있을 때 탱크의 내부에 적어도 부분적으로 수납되는 것과 같이 장착 세그먼트에 대하여 배열된다. 또한 헤드(2)는, 충전 홀(6)을 구비한 제1 단부와 탱크의 내부와 연통하기 위한 제2 단부 사이에서 연장하는 충전 회로와, 탱크의 내부와 연통하기 위한 제1 단부와 추출 홀을 구비한 제2 단부 사이에서 연장하는 추출 회로를 포함한다. 본 발명은 충전 홀(6)이 추출 홀과 정렬되는 것을 특징으로 한다.
가압 가스, 저장용 탱크, 가스 충전, 분배, 헤드

Description

가압 가스 충전 및 분배용 헤드와 이러한 헤드를 구비한 탱크{PRESSURISED GAS FILLING AND DISTRIBUTION HEAD AND TANK EQUIPPED WITH ONE SUCH HEAD}
본 발명은 가압 가스 충전 및 분배용 헤드와 이러한 헤드를 구비한 탱크에 관한 것이다.
연료 전지와 같은 가스 소비형 장치로의 가스 공급은 다수의 문제를 가지고 있다. 특히, 빈 상태의 탱크를 만재 상태의 탱크로 전환하는 원리에 따른 작업에서 공급을 단순화하고 안정화하는 것이 중요하다.
소형화와 더불어, 저장 가스의 질량과 탱크의 전체 질량 사이에서 보다 양호한 질량비를 제공하기 위해 서비스 압력을 증가시키는 것이 현재 추세이기 때문에, 이런 문제는 매우 민감하다.
또한, 이런 시스템은 비숙련공(예를 들면, 간호사, 연구원 같은 전문인, 또는 예를 들면, 자가 제작 애호가, 자동차 운전자, 등)에 의한 가스의 사용을 포함하여, 광범위하게 사용된다.
유체를 저장하기 위한 시스템과 상기 시스템을 유체로 충전 및/또는 상기 시스템으로부터 유체를 발출하기 위한 장치의 일 목적은, 빈 상태의 탱크를 만재 상태의 탱크로 전환하기 위해 필요한 취급 작업성을 용이하게 하는 것이다. 또한, 저장 시스템은 비숙련공에 의해 취급 가능할 정도로 안전성을 제공함과 동시에, 탱크 처리 센터에서의 안전성 및 생산성을 향상시켜야 한다.
가스를 액체 상태로 저장하는 것은 공지된 방법이다. 공지된 용액(예를 들면, CO2)에 있어, 이러한 저장은 매우 자연스럽게 수행되며 특수 장비의 사용을 필요로 하지 않는다. 그러나, 대부분의 경우(예를 들면 수소의 경우) 특수 장비의 사용이 가능하도록(단열, 비등 또는 "증발"의 제어) 온도 조건을 유지할 필요가 있다. 이런 작업은 액체를 저장하기 위한 상기 해법을 다소 무의미하게 만든다. 왜냐하면, 빈 상태의 탱크를 만재 상태의 탱크로 전환하는 개념에 대한 적용이 어렵고 복잡하기 때문이다.
기체 상태의 가스를 저장하기 위한 해법은 통상적으로 단순한 밸브를 구비한 실린더를 포함하는데, 사용자가 밸브를 개방하면 사용자는 저장 압력에 직접적으로 노출된다. 따라서, 가스를 사용하기 위해 장비(압력 조절기, 유량계 등)를 연결할 필요가 있으나, 이는 공구 작업과 까다로운 작업을 수반한다. 이들 작업은 사용자가 숙련공이 아니면 매우 위험하다(누출의 위험성, 부품의 배제 등).
경량의 소형 가스 재충전은 공지되어 있고, 이들이 제안하는 해법은 작동 부재를 구비하지 않은 밸브를 갖는 캐니스터를 제공하는 것이다. 그러나, 이들의 단점은 가스가 저장 압력 상태로 이송된다는 것이다.
고압과 관련한 위험성을 관리하기 위해, 캐니스터 또는 실린더는 조절 밸브를 구비할 수 있고, 상기 조절 밸브는 사용자가 관련되어 있는 한, 감압된 상태에 서만 사용자의 접근을 가능하도록 한다. 이런 해법은 실린더에 돌출부를 야기하는 단점을 가진다. 따라서, 이런 돌출부는 보호될 필요가 있다. 이런 보호부는 일반적으로 보닛(bonnet)에 의해 형성된다. 전반적으로, 중량 및 크기가 증가하고, 가스를 필요로 하는 적용 용도에 대한 실린더의 통합은 단순화와 거리가 멀다.
또한, 소비자에게 전달되는 대부분의 예비 가스는 이동성을 가질 필요가 있다. 극단적인 경우로, 자급형 가스원이 채용될 수 있고 가스 소모품을 수반해야 하는데, 예를 들면 독립된 위치에 연료 전지를 제공하거나 비상시 소방관을 수반하여야 한다.
개인 소비자 또는 단체 소비자는 가능한 충족되어야 하는 자신들만의 특정 요구조건을 가진다. 이런 결과는 산업 조직을 더 복잡하게 하는데, 그 이유는 다양한 제품(유체/탱크 편성 및 유체 전달 조건)을 관리할 필요가 있기 때문이다.
해결된 필요성이 있는 하나의 문제는, 한편으로는 사용자 및/또는 작업자에게 예비 가스의 이송 및 취급을 용이하게 하는 수단을 제공하고, 다른 한편으로는 특정 분야의 요구조건을 충족시키고 소비자의 요구조건을 충족시키기에 필요한 다양한 제품의 관리가 가능하도록 예비 가스의 설계를 설정 가능하게 하는 사용자 수단을 제공하는 것이다.
기체 상태의 가스를 저장하는 해법들 중에서, 단순 밸브를 구비한 실린더는 실린더의 개체를 관리함에 있어 어려움을 겪는 산업체와 작업자에 의해 선호된다. 단순 밸브가 개방되면, 사용자는 저장 압력하에 있는 유체에 직접 노출된다. 따라서, 가스를 사용하기 위해, 사용자가 숙련공이 아닌 경우에 위험성이 수반되는 공 구 작업과 까다로운 작업을 필요로 하는 하드웨어(압력 조절기, 유동계 등)를 연결할 필요가 있다. 따라서, 이런 해법은 최종 소비자에 의해 선호되지 않는다.
최종 소비자에 의해 가장 선호되는 것은 적용 용도에 필요한 압력으로 유체를 전달하는 조절 밸브가 부착된 실린더이다. 그러나, 이런 조절 밸브의 사용은 특히 실린더의 개체, 관리, 충전 장비와의 인터페이스 등의 관점에서 산업에 상당한 제한을 받게 된다.
압력하에 가스를 저장하는 공지된 설계에서, 밸브는 실린더의 체적 내부에 위치되는 조절 장치를 통합한다(예를 들면, 유럽특허공개공보 제1316755호 참조). 이들 공지된 장치는 밸브의 체적을 부분적으로 제한하는 것이 가능하지만, 실린더의 충전 및 발출을 위해 다수의 취급 단계와 연결 작업이 사용자에 의해 수행될 필요가 있다.
따라서, 종래의 전술된 해법들에서는 산업체의 특정 요구 조건 및 소비자의 특정 요구조건이 동시에 고려되지 않고 있다.
본 발명의 일 목적은 전술한 종래 기술의 단점들의 일부 또는 모두를 해소하기 위한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 가압 가스 저장용 탱크의 오리피스에 배치되도록 하는 가스 충전 및 분배용 헤드에 관한 것이며, 상기 헤드는 탱크의 오리피스에 수납되는 장착부와, 예비 조절 장치를 수납하는 압력 조절부를 포함하며, 상기 예비 조절 장치는, 헤드가 장착부에 있을 때 상기 예비 조절 장치가 적어도 부분적으로 탱크의 내부에 수납되도록 장착부에 대하여 배치되며, 상기 헤드는 충전 오리피스가 구비된 제1 단부와 탱크의 내부와 연통하는 제2 단부 사이에서 연장되는 충전 회로와, 탱크의 내부와 연통하는 제1 단부와 발출 오리피스가 구비된 제2 단부 사이에서 연장되는 발출 회로를 포함한다.
본 발명에 따라, 충전 오리피스는 발출 오리피스와 일치한다.
더욱이, 본 발명은 1개 이상의 다음의 특징을 가질 수도 있다.
- 헤드는 격리 밸브와 같은 격리 부재를 포함한다.
- 격리 부재는, 헤드가 탱크의 오리피스 내의 위치에 장착될 때 적어도 부분적으로 탱크의 체적 내에 수납되도록 장착부에 대하여 배치된다.
- 격리 부재는, 헤드의 외부에 있는 작동 요소에 의해 개방 및/또는 폐쇄될 수 있는 방법으로 형성된다.
- 격리 부재는 적어도 부분적으로 헤드의 체적 내에 수납되며, 헤드에 형성된 접근 오리피스를 통하여 헤드의 외부에 있는 작동 요소에 접근가능하다.
- 격리 부재에 접근하는 접근 오리피스는 충전 및 발출 둘 다를 위한 오리피스와 일치한다.
- 격리 부재는, 발출 회로의 제1 단부 및 제2 단부 사이에서 발출 회로 상의 예비 조절 장치의 하류부에 배치된다.
- 격리 부재는, 탱크의 내부로부터 탱크의 외부로의 통로에서 예비 조절 장치의 하류부에 배치된다.
- 격리 부재와 예비 조절 장치는 탱크의 내부와 외부 사이에서 유체가 따라 유동하는 동일한 덕트에 배치되며, 그 결과, 탱크의 충전과 비움은 이러한 동일 덕트를 통해 동일한 축을 따라서 대체로 수행된다.
- 탱크는 탱크의 충전 및/또는 탱크로부터 유체의 이송을 제어하는 장치와 제거가능하게 협력하는 연결 인터페이스를 포함한다.
- 연결 인터페이스는 충전 헤드의 본체 내부에 수납된 내측부를 포함하고, 격리 부재는 인터페이스의 내측부 내에 수납된 부분 내에 적어도 부분적으로 배치된다.
- 격리 부재는 헤드에 대하여 이동가능하고 개방 또는 폐쇄의 목적으로 시트와 협력가능한 본체를 포함하며, 격리 부재는 개방 또는 폐쇄를 위하여 가압되는 자유 하류부를 포함한다.
- 격리 부재는 병진 운동이 가능하다.
- 예비 조절 장치는 개방 또는 폐쇄의 목적으로 시트와 협력가능한 이동식 셔터 부재와, 시트에 대하여 폐쇄 위치를 향하여 밸브 요소를 가압하는 제1 복귀 수단을 포함하며, 상기 밸브 요소는 제2 복귀 수단에 의하여 자유 조절 피스톤에 의해 개방 위치로 가압된다.
- 본 발명의 다른 목적은 가압 유체용 탱크를 제안하는 것이며, 상기 탱크는 저장 체적의 범위를 정하고 탱크의 내부와 연통하기 위한 오리피스가 구비된 케이싱을 포함하며, 상기 탱크는, 이상 또는 이하에서 언급하는 특징 중 어느 하나를 따른 상기 오리피스에 배치된 충전 및 분배용 헤드를 포함한다.
더욱이, 본 발명은 1개 이상의 다음 특징을 포함할 수도 있다.
- 탱크는 저장 체적의 범위를 정하고 탱크의 내부와 연통하기 위한 오리피스가 구비된 케이싱을 포함하며, 상기 탱크는 상기 오리피스에 배치된 충전 및 분배용 헤드를 포함하며, 상기 헤드는 상기 특징 중 어느 하나를 따른 헤드이고, 격리 부재와 예비 조절 장치는 탱크의 내부와 외부 사이에서 유체가 따라 유동하는 동일 덕트에 배치되는 것을 특징으로 하며, 탱크의 충전과 비움은 대체로 동일 오리피스를 통하고, 대체로 탱크의 축과 일치하는 동일 축을 따라서 수행된다.
- 충전 및 발출 회로는 공동으로 적어도 일 부분을 갖는다.
- 예비 조절 장치는 이방 밸브 메커니즘에 걸친 압력 차에 따라, 압력 조절 가스가 탱크에서 배출되거나 고압 가스가 탱크로 유입되도록 선택적으로 허용하는 이방 밸브 메커니즘을 포함한다.
- 예비 조절 장치는, 시트를 향해 가압되고 예비 조절 피스톤의 대항력 상태에 있게 되는 예비 조절 밸브를 포함한다.
- 예비 조절 피스톤은, 한편으로는 격리 부재에 연결되고, 다른 한편으로는 시트와 상기 예비 조절 피스톤 사이의 접합부에 위치된 저압 챔버에 연결되는 내부 덕트를 포함한다.
- 충전 회로는, 충전하는 동안 충전 가스가 예비 조절 장치를 통과하지 못하도록 예비 조절 장치를 우회하는 우회부를 포함한다.
다른 가능한 특징에 따라, 본 발명은 탱크의 충전 및/또는 발출을 제어하는 장치를 제안하며, 특히 가압 유체용 탱크의 연결 인터페이스에 속하는 상보적인 부착 수단과 협력하는 부착 수단이 구비된 연결 단부가 설치된 본체와, 본체에 대하여 이동가능한 밸브 개방 부재와, 휴지 위치와 작동 위치 사이에서 밸브 개방 부재를 선택적으로 이동가능한 작동수단을 포함하며, 이는 위에서의 모든 또는 일부 단점을 해결한다.
이를 위하여, 탱크의 충전 및/또는 발출을 제어하는 장치는, 특히 가압 유체용 탱크의 연결 인터페이스에 속하는 상보적인 부착 수단과 협력하는 부착 수단이 구비된 연결 단부가 설치된 본체와, 본체에 대하여 이동가능한 밸브 개방 부재와, 휴지 위치와 작동 위치 사이에서 밸브 개방 부재를 선택적으로 이동가능한 작동수단을 포함하며, 작동 위치에서, 개방 부재의 일 단부는 상보적인 연결 인터페이스의 체적 내에서 밸브 개방 요소가 내려가도록 하기 위하여 연결 단부를 지나 본체 외부로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명은 1개 이상의 다음 특징을 가질 수도 있다.
- 상보적인 부착 수단은 베이어닛 유형의 체결구를 형성하기 위하여 돌출 핀 및/또는 정합 하우징을 포함한다.
- 장치는 부착 수단을 고정하는 제거가능 수단을 포함한다.
- 부착 수단은 핀이 하우징을 출입하도록 하기 위한 개방 제1 단부와, 부착 위치에서 핀을 수용하도록 설계된 폐쇄 단부를 형성하는 제2 단부를 구비한 대체로 크랭크형 슬롯 형상의 하우징을 포함하며, 제거가능한 고정 수단은 적어도 일 하우징에서 단부 정지부를 형성하는 적어도 일 단부를 포함하며, 상기 단부 정지부는 하우징의 양 단부 사이의 제1 고정 위치와 하우징의 양 단부 사이에서 이동하게 하는 제2 후퇴 위치 사이에서 이동가능하다.
- 장치는 단부 정지부를 고정 위치로 가압하는 복귀 수단을 포함하고, 단부 정지부는, 하우징의 제1 단부로부터 삽입되는 핀의 압력 하에서 또는 파지 구역을 사용하여 잠금 수단을 잡아당김으로써, 후퇴 위치로 이동되도록 한다.
- 장치는 유체 입구 오리피스, 제1 안전 밸브 및 유체 압력 조절 부재를 포함하며, 제1 안전 밸브와 압력 조절 부재는 덕트를 통해 입구 오리피스와 평행으로 연결된다.
- 압력 조절 부재의 출구는 제2 안전 밸브와 장치 외부로 이어지는 유체 출구 오리피스에 연결된다.
- 제2 안전 밸브와 유체 출구 오리피스는 각각의 관을 통해 압력 조절 부재의 출구와 평행으로 연결된다.
- 격리 부재는 헤드에 대하여 이동가능하고 개방 또는 폐쇄의 목적으로 시트와 협력가능한 본체를 포함하고, 격리 부재는 개방 또는 폐쇄하기 위하여 가압되는 자유 하류부 단부를 포함한다.
- 격리 부재는 병진 운동이 가능하다.
- 예비 조절 장치는 개방 또는 폐쇄의 목적으로 시트와 협력 가능한 이동식 밸브 요소를 포함하며, 제1 복귀 수단은 시트에 대하여 폐쇄 위치를 향하여 밸브 요소를 가압하며, 밸브 요소는 제2 복귀 수단으로써 가압되는 예비 조절 피스톤에 의해 개방 위치를 향해 가압된다.
- 탱크는 예비 조절 장치의 하류부에 소위 "저압" 챔버를 포함한다.
- 격리 부재와 예비 조절 밸브는 동축을 따라 대체로 이동가능하다.
- 연결 인터페이스는 탱크의 외부로 돌출되고, 충전 및 또는 발출을 제어하는 장치에 속하는 상보적인 부착 수단과 협력하기 위한 부착 수단이 구비된 외측부를 포함한다.
- 외측부는 제어 장치의 관형 단부를 수용하고 안내하기 위한 오목한 수용 구획을 포함한다.
- 충전 헤드는 탱크의 충전 상태를 표시하고 탱크의 내부와 연통하는 적어도 일 덕트를 포함하는 표시기를 포함하고, 이동식 표시기 부재는 한편으로는, 덕트를 통해 탱크 내부의 압력 상태에 있고 다른 한편으로는, 복귀 수단의 영향 상태에 있게 되며, 이동식 표시기 부재의 위치는 탱크 내부의 압력과 상호 연관된다.
- 충전 헤드는 포트를 포함하는 안전 방출 장치를 포함하며, 포트는 탱크의 외부에 연결되고, 열의 작용 하에서 및/또는 결정 압력이 초과할 때 용해될 수 있는 폐쇄 수단에 의하여 차단되는 제1 단부와, 탱크의 내부로 연결되는 제2 단부를 포함한다.
- 탱크는 탱크의 외부와 격리 부재 사이에 제거가능 스크린을 형성하는 제거가능 및/또는 변형가능 보호 수단을 포함한다.
- 탱크는 종방향으로 거의 대칭인 축을 포함하며, 인터페이스의 외측부의 부착 수단은 대칭 종축을 따라 배향 또는 배치된다.
- 저압 챔버는 예비 조절 피스톤을 관통하는 통로를 통해 인터페이스의 내측부에 연결된다.
- 부가적 부착 수단은 각각 단부벽 및 연결 인터페이스의 외측부 상에 형성된다.
본 발명의 다른 목적은 전술 또는 후술되는 특징 중 어느 하나를 따른, 탱크의 충전 및/또는 탱크로부터 유체의 발출를 제어하기 위한 장치와 탱크를 포함하는 조립체를 제안하는 것이다.
다른 특징 및 장점은 도면을 참조하여 이하 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도1 및 도2는 본 발명에 따른 탱크의 예시적인 일 실시예로서, 탱크(1)의 외부 표면을 덮는 케이싱을 구비한 탱크와 구비하지 않은 탱크의 외관을 각각 도시하는 등각 투영도이고,
도3은 도2의 탱크의 상측 부분을 확대한 종단면도이고,
도4는 충전 커넥터의 예시적인 일 실시예로서, 특히 도1 및 도2에 따른 탱크용 충전 커넥터의 외관을 도시하는 등각 투영도이고,
도5는 도4의 충전 커넥터의 종단면도이고,
도6은 도2의 탱크와 도4의 충전 커넥터가 연결된 상태를 도시하는 종단면도이고,
도7 및 도8은 본 발명에 따른 예시적인 일 실시예의 유체 전달용 헤드의 외관을 도시하는 등각 투영도이고,
도9는 도7 및 도8의 유체 전달용 헤드로서, 출구 커플링을 구비한 유체 전달용 헤드의 외관을 도시하는 등각 투영도이고,
도10은 도7 및 도8의 전달용 헤드로서, 출구 커플링을 구비한 전달용 헤드의 종단면도이고,
도11은 출구 커플링을 구비한 도10의 전달용 헤드가 도2에 따른 탱크에 장착된 상태를 도시하는 종단면도이고,
도12는 탱크에 장착된 가스 전달용 헤드의 종단면도이고,
도13은 탱크를 보호하기 위해 사용되는 케이싱의 단면도이고,
도14는 도7 및 도8의 전달용 헤드의 내부 기구를 위쪽에서 관망한 부분 개략도이다.
도1은 실린더형 주부(10)와, 대체로 돔형인 2개의 단부, 즉 하단부(11) 및 상단부(12)를 갖는 타원형 탱크 본체(1)를 도시한다. 둥근 상단부(12)는 충전 및 분배용 헤드(2)를 가진다. 도시된 바와 같이, 충전 및 분배용 헤드(2)는 특히 연결 인터페이스(3)와, 충전 수준을 나타내는 표시부(4)와, 충격 방지 보호부(anti-knock shield: 5)와, 탱크(1)의 내부로의 접근을 제공하는 중앙 오리피스(6)를 포함한다.
도2는 상기 실시예에 따른 가스 저장용 조립체[탱크(1)]의 다른 형태로서, 탱크(1)의 외부 표면을 다소간 전체적으로 덮는 선택적 케이싱(100)을 구비한 가스 저장용 조립체를 도시한다. 케이싱(100; 또는 재킷)은 임의의 충격 또는 낙하로부터 탱크(1)를 보호하도록 설계된다.
탱크(1)의 치수에 맞춤 제작된 타원형 케이싱(100)은 탱크(1)의 하단부(11) 에 상응하도록 제조된 둥근 하단부(111)를 가진다. 케이싱(100)의 실린더형 중앙부는 탱크(1)의 실린더형 부분(10)을 감싼다. 케이싱의 둥근 상단부(112)는 탱크(1)의 상단부(12)를 덮는다.
케이싱의 상단부(112)의 주연부에 있는 슬롯(102)은 케이싱(100)이 탱크(1) 위에 끼워지는 것을 허용한다.
(접촉 및 폐쇄형, 또는 가압 스터드형, 또는 임의의 다른 등가 수단의) 클로져(closure: 104)를 구비하는 칼라(103)가 탱크(1)상의 제 위치에 케이싱(100)을 유지하도록, 특히 케이싱의 상단부에 제공될 수 있다.
케이싱(100)은 전체적으로 파지의 용이성을 제공하기 위해 인체공학적 형적(imprint: 101)을 케이싱의 주연부에 가진다. 케이싱(100)은 열가소성 고밀도 폼으로 제조되는 것이 바람직하지만, 네오프렌(neoprene), 엘라스토머 재료 등과 같은 임의의 다른 재료에 의한 제조도 고려될 수 있다.
도3을 참조하면, 탱크(1)는 유체, 특히 압력하에서 가스를 수용하도록 구성된 밀봉형 내부 케이싱[13; 또는 "리니어(linear)"]를 포함하며, 상기 밀봉형 내부 케이싱은 예를 들면 알루미늄 합금 등으로 제조된다. 케이싱(13)은 에폭시 수지 또는 임의의 다른 등가 수단에 의해 결합된 탄소 섬유 필라멘트의 권선(14)에 의해 케이싱의 외부 표면에서 보강된다.
타원형 충전용 헤드(2)는 탱크(1)에, 특히 내부 케이싱(13)의 안쪽에 있는 탱크(1)의 오리피스에 위치된다.
충전 및 분배용 헤드(2)의 본체(20)는 예컨대, 케이싱(13)에 형성된 탭형 나 사와 협동하는 스크루 나사(21)에 의해 케이싱(13)에 기계적으로 연결된다. 환형 밀봉부(7)는 케이싱(13)에 형성된 홈에 위치된다. 홈은 케이싱(13)의 상단부에 위치되고 충전 및 분배용 헤드(2)의 본체(20)에 의해 둘러싸여, 본체(20)와 탱크(1)의 내부 사이에 밀봉을 제공한다.
충전 및 분배용 헤드(2)는 스크루 나사/탭형 나사 시스템(221)에 의해 헤드의 본체(20)에 나사 결합되는 예비 조절 카트리지(22)를 헤드의 하측 부분에 포함한다.
예비 조절 카트리지(22)의 하류부 쪽에[즉, 카트리지(22)의 상부 쪽에], 충전 및 분배용 헤드(2)는 저압 챔버(23)를 포함한다. 탱크(1)의 내부와 저압 챔버(23) 사이의 밀봉은 헤드(2)의 본체(20)와 카트리지(22) 사이에 위치된 압출 방지 링과 O링의 조합체(222)에 의해 제공된다.
예비 조절 카트리지(22)는 상류부에서 하류부로(즉, 도3에서 카트리지의 하측 부분에서 상측 부분으로) 진행하면서, 필터(24)와, 나사 링(25)과, 예비 조절 밸브(26)를 포함한다. 필터(24)는 카트리지(22)의 본체에 형성되는 홈(223)에 수납된 탄성 링(241)에 의해 카트리지(22)에 유지된다.
예비 조절 밸브(26)는 나사 시트 홀더(271)의 작용하에서 카트리지(22)에 유지된 시트(27) 쪽으로 상기 밸브를 이동시키는 스프링(261)의 작동에 종속된다. 밸브(26)는 밸브 스프링(261)의 힘과 가압 가스의 힘에 종속된다.
밸브(26)의 상단부는 상향으로 연장하는 스템(1261)을 구비하고, 상기 스템의 단부는 예비 조절 피스톤(28)에 접촉된다. 피스톤(28)은 스프링(281)에 의해 밸브(26) 쪽으로 가압된다. 피스톤(28)의 단면(282)에 대한 가스의 작용과 스프링(281)의 힘으로 인해, 밸브(26)는 압력 조절기로서 기능을 한다.
가스가 탱크(1)로부터 발출되는 단계 동안, 탱크(1)에 수용된 고압 상태의 가스는 예비 조절 카트리지(22)를 통해 저압 챔버(23) 쪽으로 진행하면서 압력이 감소된다.
그 다음, 압력이 조절된 가스는 피스톤의 본체에 형성된 천공부(283)를 거쳐 피스톤(28)을 통과하여, 연결 인터페이스(3)의 본체(30)에 위치된 챔버(32)로 나아간다. 연결 인터페이스(3)는 헤드(2)의 상단부에 장착된다.
챔버(32)는 연결 인터페이스(3)의 본체(30)를 밀봉하는 밀봉부(81)에 의해 탱크의 내부에 대해 밀봉되는 격리 밸브(8)를 포함한다.
격리 밸브(8)는 폐쇄된 것으로 설정된다. 격리 밸브(8)는, 예를 들면 고정식 튜브형 본체와 상기 본체의 내부에서 이동할 수 있는 로드를 포함하는 밸브로서, 로드의 위치에 따라 유체의 통과를 허용하거나 방지할 수 있는 종래 유형의 밸브이다.
밸브(8)는 헤드의 외부에 있는, 즉 헤드(2)에 부착될 수 있는 외부 작동 수단에 속하는 밸브 드라이버에 의해 작동될 수 있다. 이하에서 상세히 기술되는 밸브 드라이버 시스템은 저장 조립체를 수용하는 시스템 또는 가스 분배 헤드 또는 실린더형 충전 커넥터에 속할 수도 있다.
연결 인터페이스(3)의 상단부는 탱크(1)의 충전 및 분배용 헤드(2)로부터 돌출된다.
연결 인터페이스(3)의 외측 부분은 저장 조립체, 또는 가스 분배용 헤드, 또는 충전 커넥터에 속하는 수용 시스템의 부착이 가능하도록 90°로 이격되어 배치된 4개의 돌출 핀(35; 베이어닛)을 포함한다. 물론, 이런 예시적인 실시예는 이에 제한되지 않으며, 특히 핀의 개수, 형상 및 위치에 대한 다수의 예상 가능한 조합과, 이에 대응하는 이용 가능한 편향(즉, 기하학적 동일성) 옵션에 대한 경우의 수가 상당히 많다. 또한, 스크루/너트 연결부, 래치 잠금 레버, 인입식 포획부 등을 포함하여, 동일한 기능을 수행하는 다른 부착 수단이 고려될 수 있다.
연결 인터페이스(3)의 외측 부분은 수용 구역(36)을 형성하는 튜브형 하우징을 포함하며, 상기 수용 구역의 용도는 이하 설명되는 바와 같이 수용 시스템, 또는 가스 분배용 헤드, 또는 충전 커넥터의 정합 튜브형 단부를 수용하여 안내하는 것이다.
이를 위해, 탱크(1)에 연결되도록 구성된 제어 부재의 정합 튜브형 단부는 제어 장치와 탱크(1) 사이에서 밀봉의 연속성을 보장하도록 O링 밀봉부, 가능하면 압출 방지 링을 포함한다.
연결 인터페이스(3)의 외측 부분은 시스템에 악영향을 야기할 수 있는 미립자 또는 먼지가 수용 구역(36)으로 유입되는 것을 방지하도록 구성된 제거가능한 보호 막(33)을 포함하는 것이 바람직하다. 막(33)은 예를 들면 미리 절단된 형상 기억 폴리머로 제조될 수 있다. 막은 예를 들면 플라스틱 충격 방지 보호부(34)에 의해 수용 구역(36)의 입구에 유지된다. 물론, 수용 구역의 입구를 보호하기 위해 임의의 다른 형태, 예를 들면 천공될 필름 또는 제거될 스티커 등의 실시예가 고려 될 수 있다.
따라서, 제어 장치(수용 시스템 또는 가스 분배용 헤드 또는 충전 커넥터)의 튜브형 단부가 수용 구역(36)으로 삽입되면, 미리 절단된 막(33)은 연결 인터페이스(3)의 표면(37)에 대해 측방향으로 이동될 것이다. 예를 들면, 형상 기억 보호 막(33)은 4개의 "화판형(petal-shaped)" 로브로 미리 절단된다. 제어 장치의 수형인 튜브형 단부가 삽입되면, 상기 튜브형 단부는 연결 인터페이스(3)의 표면(37)에 대해 4개의 로브를 후방으로 가압할 것이다. 이런 튜브형 단부가 인출되면 로브는 (도3에 도시된) 초기 위치로 자동으로 복귀될 것이다.
탱크(1)는 표시부(4)를 포함하고, 상기 표시부는 스크루 나사 시스템(47)에 의해 충전 및 분배용 헤드(2)의 장치의 본체(20)에 나사 결합된 본체(41)를 포함한다. 표시부와 충전용 헤드(2) 사이의 밀봉은 응력 금속 밀봉부(42)에 의해 제공된다. 가동식 스핀들(43)은 표시부(4)의 본체(41)에 안내된다. 스핀들(43)과 본체(41) 사이의 밀봉은 O링 밀봉부와 압출 방지 링의 조합체(45)에 의해 제공된다.
표시부(4)의 스핀들(43)은 스크루 나사(21) 및 천공부(46)를 거쳐 표시부(4)를 통해 지지되는 탱크(1)에 수용된 가스의 압력과 복귀 스프링(44)의 대향력에 종속된다.
가스 압력의 작용이 복귀 스프링(44)의 힘을 초과하면, 스핀들(43)의 단부는 표시부(4)의 본체(41)에 형성된 견망 챔버(48)로 나아간다. 따라서, 표시부는 가스 저장 상태가 만재 상태[탱크(1)에 함유된 가스의 압력이 최적 상태]임을 나타낸다. 만일 가스 압력의 작용이 복귀 스프링(44)의 힘을 초과하지 않으면, 스핀 들(43)의 단부는 견망 챔버(48)로 나아가지 않으며, 이는 가스 저장 상태가 만재 상태가 아닌 상태[탱크(1)에 함유된 가스의 압력이 최적 압력 이하인 상태]임을 나타낸다.
(가열 및/또는 배출 밸브, 파열 디스크 등의 작용하에서 용융되는 유형의) 안전 장치는 충전 및 분배용 헤드(2)의 본체(20)에 형성된 포트(9)를 거쳐 탱크(1)에 끼워질 수 있다. 이런 안전 장치에는 스크루 나사(21)에 기계 가공된 절결부(42)와 천공부(91)를 거쳐 탱크(1)에 수용된 가스가 공급될 수 있다.
도4 및 도5는 본체(300)와, 연결 인터페이스(303)와, 제어 레버(302)를 갖는 충전 커넥터를 도시한다. 본체(300)는 스크루 나사[318; 예를 들면, PTEE(폴리테트라플루오로에틸렌)로 밀봉된 테이퍼진 스크루 나사]에 의해 충전 호스(317)의 단부에 연결된다.
충전 호스(317)는 충전 파이프(319)를 거쳐 충전 회로로 제공된다. 충전 파이프(319)에는 본체(300)에 형성된 홈에 포획되어 유지된 탄성 링(316)의 작용에 의해 본체(300)의 제 위치에 유지된 필터(315)로 인해 먼지가 존재하지 않는다.
스핀들(330)을 중심으로 회전할 수 있는 수동 제어 레버(302)는 마모 판(312)에 대해 마찰되는 캠(320)을 통해 병진 운동을 밸브 드라이버(310)에 전달할 수 있다. 물론, 피봇식 수동 레버(302)는 임의의 아날로그식 시스템, 예를 들면 자동식 제어로 교체될 수 있다.
캠(320)과 접촉하는 마모 판(312)에 대해 유지된 밸브 드라이버(310)의 단부(321)를 일정하게 보유하기 위해 스프링(311)이 본체(300)에 위치된다.
충전 파이프(319)를 통해 가스의 통과를 허용하기 위한 단면의 연속성을 보장하기 위해, 밸브 드라이버(310)의 외부 표면(322)은 육각형 단면이고 실린더형 표면(323)은 2개의 평탄부를 가진다. 본체(300)에 대한 밸브 드라이버(310)의 동적 밀봉은 O링 밀봉부와 압출 방지 링의 조합체(313)에 의해 제공되며, 이들은 글랜드(gland: 314)에 의해 이들의 하우징에 유지된다.
도6에 구체적으로 도시된 바와 같이, 충전 커넥터의 연결 인터페이스(303)는 탱크(1)의 연결 인터페이스(3)와 협동한다.
보다 구체적으로, 탱크(1)의 연결 인터페이스(3)의 돌출 핀(35; 베이어닛)은 충전 커넥터의 연결 인터페이스(303)의 채널 또는 밀링부(304)에 삽입된다. 핀(35)은 크랭크 채널(304)의 폐쇄 단부에서 각각의 하우징(306)에 위치된다.
핀이 채널(304)에 삽입되면, 핀은 안전 포획부(305)를 가압하여 이를 일시적으로 후퇴시킨다. 핀이 하우징(306)에 있으면, 포획부(305)는 스프링(309)의 작용에 의해 포획부의 초기 잠금 위치로 복귀된다. 이런 방식으로, 포획부(305)는 이들 각각의 하우징(306b)에서 직경방향으로 대향하는 2개의 핀(35)을 포획한다. 이 위치에서, 충전 커넥터는 탱크(1)에 잠금된다.
충전 커넥터는 탱크(1)의 연결 인터페이스(3)의 수용 구역(36)에 수납되는 튜브형 단부(308)를 가진다. 이들 두 표면[튜브형 단부(308)와 수용 구역(36)] 사이의 밀봉은 밀봉부와 압출 방지 링의 조합체(307)에 의해 제공된다.
탱크(1)의 밸브(8)를 개방하기 위해, 캠(320)이 마모 판(302)을 통해 밸브 드라이버(310)를 작동시켜 병진 운동을 이에 전달하고, 전달된 병진 운동이 밸 브(8)의 스템(82)을 지나도록 레버(302)가 작동된다.
따라서, 밸브 드라이버(310)는 밸브(8)를 작동시키기 위해 밸브 드라이버가 탱크(1)에 수납된 헤드(2)에 강하(dip down)하는 것을 허용하도록 튜브형 단부(308)와 충전 커넥터에 대해 돌출된다.
캠(320)은 캠의 위치가 안정 상태로 유지되도록 평탄 표면(325)을 포함한다. 밸브 클로져(8)는 제어 레버(302)의 역방향 작동을 수행함으로써 수동으로 수행되어야 한다.
그 다음, 충전 유체는 파이프(319)를 통해 충전 커넥터로 분사될 수 있다.
충전 유체는 개방 밸브(8)와, 챔버(32)와 예비 조절 피스톤(28)의 천공부(283)를 통해 지속적으로 통과한다. 따라서, 피스톤(28)의 표면(282)은 스프링(281)의 힘보다 강한 가스의 압력에 종속된다. 이런 가스 압력은 피스톤을 이동시키고, 이에 의해 피스톤은 예비 조절 밸브(26)의 스템(1261)의 단부를 자유롭게 이동시킨다.
따라서, 예비 조절 밸브(26)는 탱크(1)로 복귀되도록 역방향으로 예비 조절 카트리지(22)를 통과하는 가스의 압력의 작용에 의해 개방된다.
충전 작업의 말기에 충전 파이프의 고압 상태가 낮아지면, 예비 조절기가 재작동될 수 있다. 밸브(8)는 충전 커넥터의 제어 레버(302)의 작동에 의해 재폐쇄된다.
전체 충전 회로[밸브(8)의 하류측 전체 체적]에 내장된 모든 가스가 배출되면, 충전 커넥터는 전술한 바와 같은 공정의 역 공정을 통해 결합해제될 수 있다.
충전 커넥터를 결합해제하기 위해, 포획부(305)의 제어부(301)는 크랭크 밀링 가공된 슬롯(304)의 경로를 따라 핀의 하우징(306, 306b)으로부터 돌출 핀(35; 베이어닛)이 자유롭도록 스프링(309)의 힘에 대해 수동을 견인되어야 한다. 튜브형 단부(308)는 수용 구역(36)에서 자유롭게 이동 가능하며, 미리 절단된 막(33)은 미립자 또는 먼지가 유입되는 것을 방지하는 초기 위치로 복귀된다.
도7 및 도8은 가스(250)의 유량을 개방하기 위한 제어부와, 가스(350)의 유량을 차단하기 위한 환형 노브와, 오염물을 방지하기 위한 셔터에 의해 자연스럽게 차단되는 출구 커플링에 대한 접근부(450)와, 연결 인터페이스(516)를 포함하는 제거가능한 가스 전달용 헤드(150)를 도시한다. 또한, 가스 전달용 헤드(150)는 중압 및 저압 배출 밸브의 배출 루버(louver:115)와, 사용자를 위해 구성된 정보용 위치부(65)를 포함하며, 상기 정보용 위치부는 주문 제작된 자율성 정보(또는 압력 게이지, 또는 임의의 다른 공지된 수단)를 제공하는 디지털 디스플레이 형태일 수 있다.
도9는 상기 실시예에 따른 가스 전달용 헤드(150)를 도시하는 도면으로서, 상기 가스 전달용 헤드는 출구 커플링(75)을 구비하고, 상기 출구 커플링(75)의 오리피스(70)는 적용 분야에 제공되는 (도시되지 않은) 호스에 연결된다.
헤드(150)는,
- 출구 커플링(75)이 연결되지 않으면, 가스(250)의 유량을 개방하기 위한 제어를 잠금하는 것이 불가능하고,
- 출구 커플링(75)이 제거가능한 가스 전달용 헤드(150)에 연결되면, 가 스(250)의 유량을 개방하기 위한 제어를 잠금하는 것이 가능하고, 가스의 유량의 차단은 환형 노브(350)의 작동에 의해 제어되고, 출구 커플링(75)을 잠금 해제하기 위한 제어부(315)는 접근 가능하며,
- 출구 커플링(75)이 갑자기 연결 해제되고 가스를 개방하기 위한 제어가 진행중이면, 가스의 개방을 위한 제어가 바로 차단되도록 형성되는 것이 바람직하다.
도10은 본 상기 실시예에 따른 가스 전달용 헤드를 상세히 도시한다. 전달용 헤드(150)를 보호하는 케이스는 클립과 2개의 스크루(135)에 의해 결합된 2개의 반부 쉘(511)로 구성된다. 전달용 헤드(150)는 한편으로는 다양한 활성 가스 전달 구성요소를 포함하는 본체(512)를 내장하고, 다른 한편으로는 사용자 인터페이스 제어부를 내장한다. 특히, 전달용 헤드(150)는 가스(250)의 유량을 개방하기 위한 제어부와, 가스(350)의 유량을 차단하기 위한 환형 노브와, 출구 커플링(75)으로의 접근을 제공하는 접근부(450)를 포함한다.
본체(512)의 하측 부분은 O링 밀봉부(515)와 회전 대칭을 표시하는 구성요소(516)를 구비한 튜브형 단부에서 종결되고, 상기 구성요소(516)는 90°의 각도로 이격되어 배치된 4개의 밀링부(161)를 가진다. 물론, 본 발명은 이런 구성에 제한되지 않으며, 밀링부에 대한 임의의 개수 및 위치의 조합이 고려될 수 있다.
본체(512)의 하측 부분은 도11에 도시되고 전술된 바와 같이 탱크(1)의 커플링 인터페이스와 협동하고 이에 부착될 수 있는 연결 인터페이스를 형성한다. 도11에서, 가스 전달용 헤드(150)는 탱크(1)의 보호용 재킷(100)과 정합하여 연장된 다.
밸브 드라이버(17)는 본체(512)를 관통하고, O링 밀봉부(172)에 의해 상기 본체부(512)에 동적으로 밀봉된다.
밸브 드라이버(17)의 상단부는 가스가 가압되어 잠금되면, 가스(250)의 유량을 개방하기 위한 제어부의 스핀들과 접촉한다.
가스(250)의 유량을 개방하기 위한 제어부의 스핀들은 병진 운동을 밸브 드라이버(17)에 전달할 수 있고, 상기 밸브 드라이버는 상기 병진 운동을 전술한 탱크(1)의 밸브 스템(8)으로 전달한다. 따라서, 밸브 드라이버(17)는 본체(512)의 하측 부분 아래쪽으로 돌출되어 탱크(1)의 헤드(2)로 진입하여, 가스의 유량을 개방한다.
그 다음, 탱크(1)에 저장된 유체는 환형 오리피스(121)에 의해 본체(512)로 유입된다. 이와 동시에, 환형 오리피스(121)는 횡방향 천공부(122)를 거쳐 중압 안전 밸브(123)와 예비 조절 스테이지(58)에 제공된다.
중압 안전 밸브(123)는 배출 밸브(124)를 포함하고, 상기 배출 밸브의 개방은 스프링(125)의 보정력에 의해 결정된다. 중압 안전 밸브(123)는 잉여 압력이 2개의 반부 쉘(511)에 형성된 루버(115)를 통해 배출될 수 있도록 형성된다.
압력 조절 스테이지(58)는 카트리지(88)에 둘러싸인 기구를 포함하며, 상기 기구는 본체(512)에 나사 결합되고 O 링 밀봉부(881)에 의해서 카트리지에 대해 밀봉된다.
가스는 본체(512)에 형성된 홈에 포획되어 유지된 탄성 링(582)에 의해 유지 되는 필터(881)를 통과함으로써 압력 조절 스테이지(58)로 유입된다. 또한, 압력 조절 스테이지(58)로의 가스 유입은 압력 조절 밸브(84)에 반경방향으로 균일하게 유체의 도달을 허용하는 스페이서 피이스(83) 주위의 통로를 거쳐 유입되기도 한다.
밸브 스프링(85)의 힘과 가스의 작용의 결과로서, 압력 조절 밸브(84)는 시트(86)와 협동한다. 시트(86)는 나사 시트 홀더의 작용에 의해 카트리지(88)의 제 위치에 유지된다.
밸브(84)는 상향으로 연장하는 스템(841)을 구비하고, 상기 스템의 단부는 금속 벨로우즈(89)에 접촉한다. 금속 벨로우즈(89)는 스크루 온 캡(891)과 O 링 밀봉부(893)의 결합 작용하에서 본체(12) 내부에 밀봉 방식으로 유지된다. 밸브(84)는 금속 벨로우즈(89)의 단면에 대한 가스의 힘과 압력 조절 스크루(892)에 의해 사전 장착된 압력 조절 스프링(891)의 힘에 종속된다. 따라서, 밸브(84)는 압력을 조절한다.
바람직하게는, 압력 조절 스크루(892)는 사용자가 스프링력을 변화시켜 압력을 조절할 수 있도록 조정가능하다.
도14에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본체(12)에 형성된 천공부(200, 355)는 압력 조절된 가스가 금속 벨로우즈(89)로부터 출구 커플링(95)으로 통과하는 것을 허용한다 (도10 참조).
이와 동시에, 본체(12)에 형성된 천공부(200, 211)는 압력 조절된 가스가 금속 벨로우즈(89)와 [이하 설명된 밸브(123)와 같은 동일한 유형의] 저압 배출 밸 브(201) 사이로 통과하는 것을 허용한다.
배출 밸브(123, 201) 개방의 설정치는 사용 분야의 요구 조건에 부합하도록 선택된다. 예를 들면, 중압 밸브(123)는 20 bar를 초과하는 압력에 의해 외부로 배출되는 것으로 여겨지고, 저압 배출 밸브(201)는 400 mbar를 초과하는 압력에 의해 외부로 배출되는 것으로 여겨진다.
출구 커플링(95)은 본체(12)에 밀봉식으로 나사 결합된다. 이런 수형 출구 커플링은 차단 장치(592)를 내장하는 스커트(591: skirt)를 포함하며, 상기 차단 장치는 기본적으로 폐쇄되고 스프링(93)의 작용에 의해서 상기 스커트(591)에 대해 밀봉된다.
또한, 차단 장치(592)는 출구 커플링(75)이 연결되어 있지 않을 때, 가스 회로로 미립자 및 먼지가 유입되는 것을 방지한다. 또한, 차단 장치(592)는 출구 커플링(75)이 연결되어 있지 않은 경우 개방 제어부(250)에 대해 강제 작동되거나, 또는 출구 커플링(75)이 결합 해제된 경우, 대기로 유체의 임의 유동을 방지한다.
출구 커플링(75)은 차단 부재(72)를 내장하는 본체(71)로 구성된다. 차단 부재(72)는 기본적으로 폐쇄되어 상기 본체(71)에 대해 밀봉되도록 스프링(73)의 작용에 종속된다.
이런 차단 부재(72)는 한편으로는 출구 커플링(75)이 연결되어 있지 않은 경우, 가스 회로로 미립자 및 먼지가 유입되는 것을 방지하고, 다른 한편으로는 상기 출구 커플링(75)이 연결 해제된 경우, 제품의 공급 파이프에 함유된 유체가 대기로 방출되는 것을 방지한다. 출구 커플링(75)이 수형의 출구 연결부(95)에 연결되면, 한편으로는 회로는 O링 밀봉부의 작용에 의해 밀봉되고, 다른 한편으로는 회로는 2개의 차단 부재(72, 592)의 상호 작용에 의해 개방된다.
탱크(1)는 상기 탱크의 목부에, 가능하면 격리 부재에 합체되는 예비 조절 장치를 포함한다. 따라서, 매우 높은 압력(저장 압력)이 격리되어 사용자가 보호된다. 탱크의 돌출 부분은 고압이 아니기 때문에 보닛(bonnet)에 의해 보호될 필요가 없다.
이런 탱크의 독특한 입구/출구 연결 인터페이스는 신속 커플링 타입이고 공구 작업을 필요로 하지 않는다. 바람직하게는, 이런 탱크(1)는 탱크의 독특한 연결 인터페이스와 협동 작용하는 특수 목적용 충전 연결부에서 의해서만 충전될 수 있다. 이런 인터페이스로의 접근은 탱크(1)의 주축을 따라 발견되고, 이는 자동식 충전 해결을 고려하는 것이 가능하다.
이들 캐니스터(canister), 실린더, 또는 탱크의 자동식 분배에 대한 사상은 전문가 및 일반인 모두에게 사용될 수 있음을 이해할 수 있다. 가스의 전달은 원통부, 캐니스터 또는 탱크를 밸브 개방 수단이 구비된 수용 하우징에 삽입하는 단계, 또는 이들 수단이 제공된 특수 목적용 헤드를 연결시키는 단계를 수반한다.
탱크의 축에 대한 연결부의 일치는 취급성을 단순화하고 안정성을 현저하게 향상시킨다. 원통부, 캐니스터 또는 탱크와, 수용 시스템 또는 특수용 헤드 사이의 인터페이싱은 전달될 가스가 사용 용도에 실질적으로 적합한 경우에만 연결이 이루어질 수 있도록 수행된다.
도12는 전술된 바와 같은 가스 공급원[탱크(1)]에 장착된 가스 전달용 헤 드(150)를 도시한다. 탱크(1)는 부착 바닥부(133)를 구비한 다른 유형의 보호용 재킷(100)에 안내되고 둘러싸인다. 보호용 재킷(100)은 중공이고, 재킷의 내부면에는 길이방향의 가요성 스트립(328)을 포함하는 적어도 하나의 구역이 있다 (도13 참조).
재킷(100)의 내부벽에 고정된 스트립(328)은 탱크를 상기 재킷(100)에 고정하고 재킷의 내부 압력 및 제조 오차에 기인한 기하학적 편차를 보상한다. 또한, 스트립(328)은 탱크 클래드가 낙하되거나 충격을 받을 시에 발생되는 에너지를 흡수할 수 있다.
케이싱(100)의 부착 바닥부(133)는 재킷(100)의 본체부에 있는 나선형 절결부(321)에 나사 결합되도록 구성된 나선형 스크루 나사(331)를 가진다. 따라서, 제거가능한 바닥부(133)는 탱크(1)를 상기 보호용 재킷(100)에 용이하게 장착 및 고정할 수 있도록 한다. 또한, 제거가능한 바닥부(133)는 탱크에서 수행되는 통상적인 관리 보수 작업을 방해하지 않음을 의미한다.
재킷(100)의 상측 부분은 상기 재킷(100)에 대해 탱크를 위치시키고 회전식으로 인덱싱하는 암형 리세스(522)를 포함할 수 있다. 이런 방법으로, 예를 들면 수용량을 나타내는 표시부와 상기 탱크(1)의 안전 부재(배출 밸브, 열의 작용에 의해 용융되는 안전 형상부, 파열 디스크 등)가 보호용 재킷(100)의 대응 개구와의 일치를 가능하게 한다.
본 발명은 경량, 크기 및 용량(자율성)의 양호한 절충과, 사용의 융통성을 필요로 하는 임의 유체의 사용에 적용가능하다. 예로서는, 휴대용 또는 이동식 연 료 전지를 위한 가스 상태의 수소와, 의학용 가스와, 분석용 및 실험용 가스가 있다.

Claims (14)

  1. 가압 가스 저장용 탱크의 오리피스에 배치되는 가스 충전 및 분배용 헤드(2)로서,
    탱크의 오리피스에 수납되는 장착부(21)와,
    헤드가 장착 위치에 있을 때 적어도 부분적으로 탱크의 내부에 수납되도록 장착부(21)에 대하여 배치되는 예비 조절 장치(22)를 수납하는 압력 조절부와,
    충전 오리피스(6)가 구비된 제1 단부와 탱크의 내부와 연통하는 제2 단부 사이에서 연장되는 충전 회로와,
    탱크의 내부와 연통하는 제1 단부와 발출 오리피스가 구비된 제2 단부 사이에서 연장되는 발출 회로를 포함하는, 가스 충전 및 분배용 헤드(2)에 있어서,
    상기 충전 오리피스(6)가 발출 오리피스와 일치하는 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 격리 밸브와 같은 격리 부재(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  3. 제2항에 있어서, 격리 부재(8)는, 헤드(2)가 탱크(1)의 오리피스 내의 위치에 장착될 때 탱크의 체적 내에 적어도 부분적으로 수납되도록 장착부(21)에 대하여 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 격리 부재(8)는, 헤드(2)의 외부에 있는 작동 요소에 의해 개방 및/또는 폐쇄될 수 있는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 격리 부재(8)는 적어도 부분적으로 헤드의 체적 내에 수납되며,
    헤드(2)에 형성된 접근 오리피스를 통하여 헤드(2)의 외부에 있는 작동 요소에 접근가능한 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  6. 제5항에 있어서, 격리 부재(8)에 접근하게 하는 접근 오리피스는 충전 및 발출 둘 다를 위한 오리피스(6)와 일치하는 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 격리 부재(8)는, 발출 회로의 제1 단부 및 제2 단부 사이에서 발출 회로 상의 예비 조절 장치(22)의 하류부에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 충전 및 분배용 헤드.
  8. 가압 유체용 탱크(1)로서, 저장 체적의 범위를 정하고 탱크의 내부와 연통하기 위한 오리피스가 구비된 케이싱(13)과,
    상기 오리피스에 배치된 충전 및 분배용 헤드(2)를 포함하는 탱크(1)에 있어서,
    상기 헤드(2)는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항을 따른 헤드임을 특징으로 하는 탱크.
  9. 가압 유체용 탱크(1)로서, 저장 체적의 범위를 정하고 탱크의 내부와 연통하기 위한 오리피스가 구비된 케이싱(13)과,
    상기 오리피스에 배치된 충전 및 분배용 헤드(2)를 포함하는 탱크(1)에 있어서,
    상기 헤드(2)는 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항을 따른 헤드이며,
    격리 부재(8)와 예비 조절 장치(22)는 탱크(1)의 내부와 외부 사이에서 유체가 따라 유동하는 동일한 덕트에 배치되며,
    탱크(1)의 충전과 비움은 동일한 오리피스를 통해 대체로 수행되고, 대체로 탱크(1)의 축과 일치하는 동일한 축을 따라서 수행되는 것을 특징으로 하는 탱크.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 충전 및 발출 회로가 공동으로 적어도 일 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 탱크.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 조절 장치(22)는,
    이방 밸브 메커니즘(26, 28)에 걸친 압력 차에 따라, 압력 조절 가스가 탱 크(1)에서 배출되거나 고압 가스가 탱크(1)로 유입되도록 선택적으로 허용하는 이방 밸브 메커니즘(26, 28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 탱크.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 조절 장치(22)는,
    시트(27)를 향해 가압되고 예비 조절 피스톤(28)의 대항력 상태에 있게 되는 예비 조절 밸브(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탱크.
  13. 제12항에 있어서, 예비 조절 피스톤(28)은,
    한편으로는 격리 부재(8)에 연결되고, 다른 한편으로는 시트(27)와 상기 예비 조절 피스톤(28) 사이의 접합부에 위치된 저압 챔버에 연결되는 내부 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 탱크.
  14. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 회로는,
    충전하는 동안 충전 가스가 예비 조절 장치(22)를 통과하지 못하도록 예비 조절 장치(22)를 우회하는 우회부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탱크.
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